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Un alcoholímetro más sensible para el cáncer
El cáncer de pulmón es una enfermedad brutal, que a menudo no se detecta hasta que es demasiado tarde para que el tratamiento haga mucho bien. Ahora los investigadores están construyendo una nariz electrónica que podría ayudar a los médicos a detectar la enfermedad durante sus etapas iniciales. Usando nanopartículas de oro, los científicos del Instituto de Tecnología de Israel en Haifa han creado sensores con una sensibilidad sin precedentes para detectar compuestos presentes en el aliento de pacientes con cáncer de pulmón.
Prueba de aliento: Un nuevo dispositivo, basado en sensores de nanopartículas de oro, puede detectar una mezcla de compuestos orgánicos volátiles en el aliento que son característicos del cáncer de pulmón.
Otros intentos de hacer esto han dado resultados prometedores (ver Alcoholímetro para cáncer de pulmón y Alcoholímetro para cáncer), pero esos dispositivos requieren una concentración más alta de los biomarcadores indicadores que el dispositivo israelí. Los químicos, llamados compuestos orgánicos volátiles (COV), son productos metabólicos presentes en los vapores que exhalamos, pero ocurren en cantidades tan pequeñas que los investigadores han tenido que encontrar formas de aumentar sus concentraciones antes de realizar las pruebas. Ahora, Hossam Haick y sus colegas han construido sensores utilizando una serie de nanopartículas de oro que pueden detectar estos VOC en sus concentraciones naturales y en las condiciones húmedas características del aliento humano. Su investigación se publicó recientemente en línea en la revista Nanotecnología de la naturaleza .
Otros dispositivos utilizados para los mismos tipos de pruebas dependen de medios costosos de detección de COV, como sensores ópticos, espectrometría de masas y sensores acústicos. Estos sistemas tampoco son siempre portátiles. Sin embargo, los sensores de nanopartículas de oro tienen el potencial de ser pequeños y económicos; el único problema ha sido lograr que los COV se adhieran al oro. Fue mucho trabajo lograr que se mantuvieran, dice Haick, ganador de la TR35 en 2008. Somos los primeros en hacerlo, hasta donde yo sé. Debido a una patente inminente, Haick se negó a explicar cómo logró la adherencia deseada.
Pequeño sensor: Cuando se exponen a gases particulares, las resistencias químicas, como la que se muestra arriba, cambian su resistencia. Los investigadores están utilizando una serie de nueve resistencias químicas para detectar el cáncer de pulmón en el aliento de seres humanos.
Utilizando muestras de aliento de 40 voluntarios sanos y 56 pacientes con cáncer de pulmón, el grupo utilizó los sensores para identificar qué biomarcadores actuarían colectivamente como una señal precisa de la firma del cáncer de pulmón. Después de entrenar los sensores para identificar la firma y probarla nuevamente, Haick y sus colegas descubrieron que su dispositivo podía diferenciar de manera confiable entre aliento canceroso y saludable. Ahora están probando el dispositivo en un grupo más grande de personas en diversas etapas de la enfermedad y creen que estarán listos para comenzar los ensayos clínicos dentro de dos o tres años.
Cualquier avance en el área del desarrollo de sensores para la investigación de la respiración es emocionante para mí, y creo que ciertamente es un avance, dice Peter Mazzone, especialista en cáncer de pulmón e investigador de análisis de la respiración en la Clínica Cleveland en Ohio. Este fue un estudio muy bien hecho y muy prometedor. No sé si es lo suficientemente preciso para su uso en la práctica clínica, pero es muy emocionante ver otro sistema de sensores prometedor.
Las pruebas preliminares indican que los sensores de nanopartículas de oro no solo pueden diferenciar entre las etapas del cáncer de pulmón, sino que pueden detectar firmas distintas de otras dolencias, como la insuficiencia hepática. El grupo de Haick incluso ha probado la nariz electrónica sobre colonias de células cultivadas en cultivo. Este estudio encontró que, si bien el sensor pudo detectar compuestos que ya se sabía que estaban en el aliento, no se detectaron otros COV asociados al cáncer de pulmón. Obviamente, algo está sucediendo en el cuerpo para metabolizar y crear COV adicionales, dice Haick. Ahora está trabajando para averiguar exactamente qué es eso, con la esperanza de que pueda proporcionar una nueva perspectiva sobre el cáncer de pulmón y cómo tratarlo.